“TERT-NF-κB-线粒体自噬”信号通路抑制AD神经炎性反应的作用及分子机制

In the process of Alzheimer’s disease (AD), telomerase reverse transcriptase (TERT) transfers from the nucleus to the mitochondria, and plays an important role of neuro-protection. However, the functions and mechanisms of TERT in neuro-protection are still unclear. Current researches indicated that mitophagy plays an important role in inhibiting neuro-inflammatory reaction and improving the cognitive function in AD. In our previous studies, we found that TERT has interaction with NF-κB. However, whether TERT activates NF-κB and stimulates mitophagy, thus playing the role of neuro-protection is unknown. On the basis of our previous work and the existing research findings, we put forward the scientific hypothesis that “TERT-NF-κB-mitophagy" signal pathway inhibits the neuro-inflammatory reaction and improves the cognitive function in AD. Using ChIP, Co-IP, CRISPR/Cas9 and other methods, we will investigate the effect of TERT activating NF-κB in microglia, enhancing mitophagy, inhibiting activation of NLRP3 and releasing of inflammatory factors. Furthermore, in the Tert knock-out and Tert reactivated AD mice models, we plan to further verify our hypothesis. This project will reveal the new theory that TERT plays a role of neuro- protection by stimulating mitophagy in AD, clarify the new mechanism that NF-κB plays to the role of suppressing inflammatory reactions in AD, and provide new ideas and potential therapeutic targets for the treatment of AD.

端粒酶蛋白亚基TERT在AD发病中会向线粒体转移定位，具有神经保护作用，但是其作用机制尚不明确。新的研究表明，线粒体自噬可以抑制神经炎性反应及改善AD认知功能。我们在前期研究中发现，TERT与炎症关键分子NF-κB相互作用，然而TERT是否通过NF-κB介导，增强线粒体自噬从而发挥神经保护作用还不清楚。据此，本项目提出“TERT-NF-κB-线粒体自噬”信号通路抑制AD神经炎性反应的科学假说，拟通过ChIP、Co-IP、CRISPR/Cas9等手段，研究TERT如何通过NF-κB介导，刺激线粒体自噬，清除损伤线粒体，抑制炎性小体NLRP3激活及炎性因子释放；并在Tert基因敲除和重激活的AD小鼠模型体内研究，进一步验证该假说。本项目将揭示TERT在AD中通过增强线粒体自噬发挥神经保护作用的新理论，阐明NF-κB在AD中发挥抑炎作用的新机制，从而将为有效地治疗AD提供新的策略和治疗靶点。

阿尔茨海默病的发病机制尚不明确，神经炎性反应机制扮演重要角色。端粒酶蛋白亚基TERT具有重要的神经保护作用，但其作用机制仍不十分清楚。TERT不仅具有促端粒酶活性，而且还具有不依赖于端粒酶的生物学新功能。我们的研究发现，TERT与NF-κB的亚基RelA相互作用，NF-κB参与TERT相关的分子网络。通过我们的研究表明，NF-κB作为炎症的关键分子，兼有促炎和抑炎的双重作用，是联系TERT向线粒体转移定位并激活线粒体自噬这个调控通路中的桥梁纽带，通过这一调控通路TERT发挥其神经保护作用。“TERT- NF-κB- 线粒体自噬”信号通路抑制炎性小体NLRP3介导的AD神经炎性反应，即在小胶质细胞中，端粒酶蛋白亚基TERT直接调控炎症关键分子NF-κB的转录活性，NF-κB通过诱导线粒体自噬来发挥其抗炎的活性，清除损伤的线粒体，抑制NLRPL3炎性小体的激活，从而抑制Caspase-1和IL-1β的过度释放而引起的AD神经炎性反应，进而有利于改善认知功能。.课题组从体外实验（in vitro）和体内实验（in vivo）来共同研究“TERT-NF-κB-线粒体自噬”信号通路对NLRP3介导的神经炎性反应及AD认知功能的调控作用及其分子机制。(1) 在AD小胶质细胞模型中，研究TERT直接调控NF-κB转录并通过NF-κB激活自噬受体的表达；(2)研究TERT通过NF-κB的介导对增强线粒体自噬功能的作用；(3) 研究了“TERT-NF-κB-线粒体自噬” 信号通路对NLRP3介导的神经炎性反应的抑制作用；(4) 在AD动物模型中，证明信号通路对抑制AD神经炎性反应、促进小胶质细胞吞噬和清除Aβ功能以及改善认知功能的作用。我们的研究结果为探讨AD的发病机制和治疗提供了新的研究思路和治疗靶点。